盾構(gòu)機過站施工技術(shù)1

1、盾構(gòu)機過站施工技術(shù)內(nèi)容提要：盾構(gòu)機過站施工技術(shù)性要求很高，在保障平安的情況下做到順利通過。同時盾構(gòu)機通過長為的官洲站用時的長短影響到廣州軌道交通四號線大學(xué)城專線【侖頭大學(xué)城盾構(gòu)區(qū)間】土建工程的整個工期。合理的施工技術(shù)能夠縮短工期，本工程所采用的施工方法僅用了15天時間就完成了盾構(gòu)機的到站、站內(nèi)移動、二次始發(fā)、設(shè)備維修等工作，創(chuàng)造了廣州地鐵施工中最快的過站施工速度。本文介紹了盾構(gòu)機通過官洲站的施工技術(shù)。關(guān)鍵詞： 盾構(gòu)機 到站 站內(nèi)移動 二次始發(fā) 施工技術(shù)1簡述1.1 工程概況廣州軌道交通四號線大學(xué)城專線【侖頭大學(xué)城盾構(gòu)區(qū)間】土建工程，北起廣州市侖頭村后底崗盾構(gòu)始發(fā)井，經(jīng)侖頭村穿越侖頭海至官洲島，

2、通過官洲站后經(jīng)官洲村、官洲河，至大學(xué)城結(jié)束。盾構(gòu)法區(qū)間單線隧道長為。盾構(gòu)機過官洲島時要穿過主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成的官洲站。官洲站起點里程YDK17+608.8,終點里程YDK17+734.7，站內(nèi)盾構(gòu)機通過空間為高、寬8.3m箱式結(jié)構(gòu)，車站長，線路中心線距主體側(cè)墻。侖頭大學(xué)城盾構(gòu)區(qū)間施工過程中，盾構(gòu)主機及后配套臺車將經(jīng)過車站底板到達大里程端后組裝、始發(fā)繼續(xù)向前掘進。這里需要解決盾構(gòu)機到站、站內(nèi)移動和二次始發(fā)的有關(guān)方面的問題。難點：由于車站內(nèi)空間狹小，設(shè)備安裝及人員作業(yè)困難，致使盾構(gòu)機盾體局部與后配套臺車局部要解體，解體后的盾構(gòu)機盾體局部要橫向移動并縱向推移，后配套臺車上局部部件要改變安裝位置。1.2

3、 過站名稱解釋 盾構(gòu)機過站是指盾構(gòu)機在整個盾構(gòu)施工工程中經(jīng)過一個已經(jīng)建好的車站而需要進行的所有工作，包括盾構(gòu)機的到站、站內(nèi)移動、組裝、調(diào)試、二次始發(fā)等。1.2.2 盾構(gòu)機的到站是指一邊力求圍巖的穩(wěn)定，一邊使盾構(gòu)機在設(shè)計的隧道中心線上推進到達車站，之后，從預(yù)先準備好的洞門，把盾構(gòu)機的主體完全推離出洞門步上托架為止的作業(yè)工序施工。1.2.3 盾構(gòu)機的站內(nèi)移動是指盾構(gòu)機主體及后配套臺車經(jīng)過車站內(nèi)空間從盾構(gòu)機的到達端到盾構(gòu)機的始發(fā)端之間移動的一系列作業(yè)。 1.2.4 盾構(gòu)機的始發(fā)是利用反力架和臨時拼裝管片等提供反力從始發(fā)出口貫入圍巖、沿規(guī)定的路線開始掘進作業(yè)施工工序。 二次始發(fā)是指盾構(gòu)機在盾構(gòu)始發(fā)井已

4、經(jīng)進行了一次始開掘進，過站工作完成后又要進行所有始開掘進的工作，故稱為二次始發(fā)。2 盾構(gòu)機過站前期工作準備 盾構(gòu)機到站前一個月，加固好車站兩端的洞門土體，以保證加固體的強度滿足盾構(gòu)機進、出站平安。在加固后的土體強度期到時要在加固體范圍內(nèi)進行鉆心取樣，用以檢測加固后的土體是否滿足盾構(gòu)機通過不致坍塌需要。 必須做好測量準備工作，加大人工復(fù)測密度用以復(fù)核盾構(gòu)機上的VMT導(dǎo)向系統(tǒng)是否正確來確保貫穿測量準確無誤，來指導(dǎo)盾構(gòu)機能夠按照設(shè)計的隧道中心線順利出洞； 盾構(gòu)機到站前20天，開始進行盾構(gòu)到站的一切準備工作，包括車站內(nèi)底板的清理、接收托架的到位安裝、橫移鋼板的安設(shè)、縱移平臺的制做、反力架的準備、相關(guān)機

5、具準備及對盾構(gòu)機維修保養(yǎng)的準備工作等。2.4 盾構(gòu)機到站的洞門破除工作在盾構(gòu)機到站前10天開始進行，先鑿除洞門維護結(jié)構(gòu)的外層，留最后一層鋼筋以保護土體的穩(wěn)定。最后一層鋼筋的破除在盾構(gòu)機刀盤露出來接近鋼筋后進行，防止土體坍塌確保到站平安。 在盾構(gòu)機盾體局部移到位后，利用盾構(gòu)機主機在始發(fā)端內(nèi)維修保養(yǎng)期間，鋪設(shè)好站內(nèi)的運輸軌道。站內(nèi)軌道采用枕木架高鋪設(shè)，之后將連接橋及1-5號臺車移到始發(fā)位置，提前要進行枕木以及鋼枕、鋼軌等材料的準備工作。2.6 準備好盾構(gòu)機主體與臺車之間拆解需要的所有工具及材料，以及支撐連接橋前端可移動的鋼支架。3 盾構(gòu)機到站施工3.1 施工流程盾構(gòu)施工流程見下列圖：端頭加固洞門鑿

6、除托架安裝與固定洞門密封安裝掘進參數(shù)的調(diào)整掘進方向的控制到站段的掘進貫穿后步上接受托架渣土清理3.2 施工方法 官洲站端頭加固采用旋噴樁、攪拌樁及袖閥管注漿加固方式對官洲站南北端頭進行加固，加固范圍為從車站主體圍護結(jié)構(gòu)起6m20m內(nèi)。盾構(gòu)機推進至最后50100m時，加大密度進行貫穿前的測量工作，復(fù)檢盾構(gòu)機所處的方位，確認盾構(gòu)機姿態(tài)，以便保證盾構(gòu)機在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實施，以良好正確的姿態(tài)到站，準確無誤的步上盾構(gòu)機接收托架上。 在洞圈處安裝好橡膠止水簾布、B板及折葉壓板等組成的密封裝置，作為盾構(gòu)機到站時盾構(gòu)機推出土體階段臨時的防水以及防止填充管片與土體間隙的漿液外泄保障措施，與此同時

7、做好接收托架的安裝與固定的準備工作。3.2.4 盾構(gòu)機到達進站時，要減少刀盤對土體的擾動確保洞門土體穩(wěn)定防止坍塌，采用空倉敞開式掘進模式慢速進行推進，刀盤轉(zhuǎn)速及掘進推力均相應(yīng)減小，其中推進速度應(yīng)控制在515mm/min以內(nèi)，推力控制在500t左右，刀盤轉(zhuǎn)速控制在11.5rpm。在即將破洞時，盡量通過螺旋輸送機掏空土倉內(nèi)的泥土，使盾構(gòu)機正面土壓力降低到最低值，保證盾構(gòu)機在小推力的情況下可以前進，同時也為了減少盾構(gòu)機進站時渣土的清理量，提高施工速度。 當(dāng)盾構(gòu)機掘進至刀盤露出土體后，清理干凈盾構(gòu)機推掉的渣土并割除最后一層鋼筋，測量盾構(gòu)機的準確位置，根據(jù)盾構(gòu)機的即時位置來調(diào)整托架的安裝位置并進行固定，

8、用以確保接收盾構(gòu)機的準確性。盾構(gòu)到站前示意圖 盾構(gòu)機刀盤前推落的渣土清理完成后，盾構(gòu)機應(yīng)盡快連續(xù)推進和拼裝管片，確保管片環(huán)間推力，在托架與盾體相互之間設(shè)反力點，提高盾構(gòu)機前進時的反力，防止到站時接近洞門的管片壓緊力不夠而導(dǎo)致漏水，并盡量縮短盾構(gòu)進站時間，減少水和土體及漿液的流失。洞圈零環(huán)管片拖出盾尾后，必要時采用二次補注速凝漿液將管片和洞圈的間隙進行填充，以防止水土流失造成地面沉降甚至坍塌危險。盾構(gòu)到站時示意圖4 盾構(gòu)機站內(nèi)移動施工4.1 盾構(gòu)機主要部件的結(jié)構(gòu)尺寸盾體包括刀盤的裝配長度：盾構(gòu)機解體后刀盤面板距離螺旋輸送機尾長度：盾體直徑：前盾 中盾 尾盾 后配套臺車尺寸參數(shù)： 一號臺車長度為、

9、臺車左側(cè)主控室外邊緣距設(shè)備中心線、臺車右側(cè)砂漿儲存罐上的液壓油管距設(shè)備中心線； 二號臺車長度為、左側(cè)泡沫桶存放底座外邊緣距設(shè)備中心線、右側(cè)部件外邊距設(shè)備中心線在內(nèi)； 三號臺車長度為、左右兩側(cè)的部件距設(shè)備中心線都在內(nèi)； 四號臺車長度為、臺車左側(cè)空壓機兩臺外邊緣距設(shè)備中心線、左側(cè)儲氣罐距設(shè)備中心線、右側(cè)變壓器接油槽外邊緣距設(shè)備中心線、右側(cè)高壓電纜卷筒外邊緣距設(shè)備中心線； 五號臺車長度為、左右兩側(cè)尾架作業(yè)平臺外邊緣距設(shè)備中心線、右側(cè)進排水管卷筒外邊緣距設(shè)備中心線。4.2 官洲站站內(nèi)移動條件根據(jù)官洲站設(shè)計圖紙，盾構(gòu)機過站時在結(jié)構(gòu)尺寸方面限制要求下要做以下工作：4.2.1 站內(nèi)底板結(jié)構(gòu)上預(yù)留的風(fēng)道側(cè)墻鋼

10、筋要折伏到車站結(jié)構(gòu)底板上，折筋曲線頂端距車站結(jié)構(gòu)底板高度要小于120mm，伏在兩側(cè)適當(dāng)位置 (根據(jù)托架結(jié)構(gòu)確定)。輔設(shè)兩條=20mm鋼板，在每條鋼板上固定三條鋼軌要保證軌面處于同一平面作為盾構(gòu)機的縱移根底底座見下列圖。托架與導(dǎo)軌縱面圖4.2.2 線路中心線距車站標準段側(cè)墻，盾體直徑為5m，盾構(gòu)機在車站內(nèi)移動時，考慮盾構(gòu)機盾體與側(cè)墻之間需有至少200mm的間隙，為平安將盾構(gòu)機橫移1.3m。同時為了盾構(gòu)機始發(fā)時后配套臺車過反力架時不發(fā)生干預(yù)，連接橋和臺車能夠順利通過反力架，采取設(shè)備中心線與隧道中心線在同一豎直面內(nèi)的方法，這樣就要將臺車上外邊緣距設(shè)備中心線距離超過的部件向內(nèi)移動，保證臺車上的部件外邊

11、緣距側(cè)墻有5cm的間隙，在盾構(gòu)機完全進入隧道后再平移回到原來的位置。 站內(nèi)移動方案與程序盾構(gòu)機站內(nèi)移動時要將盾體與后配套臺車進行解體，盾體采用整體搬運方式，用兩臺85T千斤頂頂推橫移1.3m之后再進行頂推縱移；后配套臺車過站直接通過先行鋪設(shè)的軌道進行整體拖運。具體見下列圖。 盾體過站平面圖盾構(gòu)機過站正斷面圖盾構(gòu)站內(nèi)移動具體施工程序：盾構(gòu)接收托架的安裝、固定盾構(gòu)步進至接收托架上主機與后配套解體主機和托架橫移固定主機準備頂推盾構(gòu)機站內(nèi)移動鋪設(shè)后配套行走軌道設(shè)備檢修及部件更換后配套站內(nèi)移動盾構(gòu)機橫移始發(fā)就位連接盾構(gòu)機及后配套盾構(gòu)機站內(nèi)移動完成 盾構(gòu)站內(nèi)移動施工程序圖 站內(nèi)移到施工步驟.1 盾構(gòu)機解體

12、當(dāng)盾體在到達端完全步上托架后盾體與托架進行焊接固定，同時馬上進行盾構(gòu)機盾體局部與后配套臺車局部分解工作，盾構(gòu)機分成兩局部進行站內(nèi)移動。.2 盾體橫移根據(jù)官洲站的結(jié)構(gòu)尺寸及盾構(gòu)機盾體尺寸計算，在盾尾距洞門零環(huán)端面預(yù)留15cm凈空的情況下，左右線均可平安駛出洞體實施橫移。盾體總重不大于350噸，有潤滑鋼對鋼的滑動摩擦系數(shù)小于0.1，需要的推力大約為35噸，考慮其它不利因素在內(nèi)通過兩臺85T千斤頂頂推橫移及縱移完全可以實施。在車站底板上，盾構(gòu)橫移拖運路線范圍內(nèi)按托架寬度均布鋪設(shè)固定四條長7000mm、寬2000mm、厚20 mm的鋼板，鋼板下部用黃砂找平壓實。托架底部縱主梁底面焊接兩條寬1000mm

13、、厚20mm的鋼板，托架底部中間連接處縱向焊接一條寬500mm、厚20mm的鋼板。鋼板接縫將做特殊處理，以確保拖運成功。鋼板外表涂抹黃油進行潤滑。盾體完全駛?cè)虢邮芡屑芗礊槎軜?gòu)二次始發(fā)托架并使盾體與接受托架固定后，盾體與后配套系統(tǒng)解體，期間可對盾構(gòu)機進行初步檢查以便為盾構(gòu)機維修做好充分準備。盾體過站采取與托架一起搬運的方式進行。由于站內(nèi)側(cè)墻距線路中心線距離為，首先在鋼板相應(yīng)位置處靠近盾體重心前后兩側(cè)焊接千斤頂支撐點，利用千斤頂在鋼板上橫向頂推托架，使其橫移1.3米，如下列圖所示。盾構(gòu)橫移施工示意圖一 盾構(gòu)橫移施工示意圖二.3 盾體縱移盾體橫移到位后，在盾體上左右兩側(cè)各焊接兩個200T電動液壓千斤

14、頂?shù)幕?，基座位置左右距始發(fā)托架中心2260mm，前后距盾構(gòu)機重心距刀盤面板2675mm位置1000mm。然后裝上四個千斤頂，將盾體頂升200mm千斤頂位置見示意圖，將縱移平臺穿入托架底架。200T千斤頂布置圖縱移平臺是由寬1000mm、長13m、厚20mm的兩條鋼板組成。兩條鋼板前端用兩個20a工字鋼對焊連接并在梁中間焊接牽引環(huán)，兩條鋼板后端用寬200mm的槽鋼連接，用于保證兩條鋼板能夠同時前移使用。每條鋼板上焊接三條43重型鋼軌，靠近外側(cè)的兩條鋼軌打孔作為千斤頂反力座的固定點穿銷子固定來提供反力，左右兩條鋼軌孔位對稱防止千斤頂頂推時左右不均，用于固定反力座的孔兩個一組，每組間距為30cm

15、(千斤頂行程為35cm)共有6組。利用兩臺85T千斤頂將盾構(gòu)機沿隧道方向頂推縱移見示意圖。當(dāng)盾體每向前移動3m時，用四臺200T電動液壓千斤頂將盾體頂起托架與盾體固定為一體，利用前端安裝的一臺5T卷揚機將縱移平臺前移3m。如此循環(huán)操作，直至始發(fā)托架前端距始發(fā)端內(nèi)襯墻面1米左右處。盾構(gòu)機縱移頂推圖 盾構(gòu)縱移施工示意圖.4 盾體就位盾體頂推至官洲站南端，當(dāng)始發(fā)托架距始發(fā)端內(nèi)襯墻面1m左右后，撤出縱移鋼板軌道，采用與進站后橫移同樣方法將其橫移至盾體軸線與隧道軸線重合。在隧道軸線上對準盾體位置后，開始固定始發(fā)托架，要求在鋪設(shè)橫移鋼板時就考慮好始發(fā)端的盾體中心比設(shè)計隧道中心線高25mm，預(yù)防盾構(gòu)機始發(fā)時

16、低頭造成的不良影響。盾體頂推過程施工大概需要4天左右。 盾構(gòu)橫移就位施工示意圖.5 后配套過站在盾體過站后，在車站底板上鋪設(shè)后配套臺車走行軌道，該軌道與隧道內(nèi)臺車走行軌道對正連接在一起。后配套臺車通過電瓶機車將其牽引就位。由于站內(nèi)側(cè)墻距線路中心線距離為，臺車上局部部件外邊緣距線路中心線距離經(jīng)向臺車內(nèi)側(cè)橫向移動后小于2.15m。保證在有效的限界情況下，運行軌道為直線，提高了施工進度又保證了以后的運輸路線不必改動，在二次始發(fā)完成后再將移動的部件重新安裝到原來的位置。盾構(gòu)機與配套臺車就位示意圖臺車行走路線鋪設(shè)5 二次始發(fā)在盾體就位完成后進行反力架架設(shè)安裝并固定，同時進行后配套臺車與盾體的連接工作。所

17、有部件連接完成之后進行盾構(gòu)機檢修調(diào)試工作，在確認設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)工作后開始拼裝負環(huán)管片進行二次始發(fā)工作。6 主要使用材料及工具1 千斤頂 200T 4臺2 千斤頂 85T 2臺3 液壓站 50MPa 2臺一臺為復(fù)合式4 卷揚機 5T 、3T 各1臺5 電焊機 BX3-300 5臺6 氣割 3套7 電瓶運輸車 2列8 43鋼軌 6根9 鋼板 4500 * 800 *20 mm 2張 (焊接托架底)10鋼板 4500 * 500 *20 mm 2張 (焊接托架底)11鋼板 1000 *6500 *20 mm 4張縱移墊板11鋼板 寬2000 長7000 厚20 mm 8張 橫移墊板12撬棍 6根7 施工考前須知 7.1 在各項施工前，必須對所有參與施工的人員進行平安技術(shù)交底。7.2 做好個人防護，進入施工現(xiàn)場人員戴好平安帽，當(dāng)班人員穿工作服，戴工作手套。從事2米以上高空作業(yè)，系好平安帶。設(shè)專職平安員負責(zé)各種設(shè)備和施工過程中的平安隱患檢查工作。7.3 現(xiàn)場照明設(shè)施齊全，配置合理，經(jīng)常檢修，保證正常的生產(chǎn)。7.4 施工現(xiàn)場所有用電設(shè)備，按規(guī)定設(shè)置漏電保護裝置，禁止自拉線或拆裝用電設(shè)備。定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處